Işık; dalgalar gibi davranan, fotonlar denilen atom altı parçacıklardan yapılmıştır. Aynı anda hem bir parçacık hem de bir dalga gibi davranırlar. Fotonlar uzakta dolaşabilir; yansıtır, kırar ve kırılırlar. Açısal momentumları vardır, fakat kütleleri yoktur.
Şimdiye kadar birbirlerine doğru zıplayıp, bilardo topu gibi yön değiştiren fotonların durumları biliniyor ancak ispat edilemiyordu.
CERN‘deki ATLAS deneyinden elde edilen yeni araştırmalar, bunun gerçekte var olduğunun ilk doğrudan kanıtını gösteriyor.
Bu fenomen, 1936’da Hans Heinrich Euler ve Werner Heisenberg (Belirsizlik İlkesi) tarafından yayınlanan, Euler-Heisenberg Lagrangian tarafından tanımlanan ve Robert Karplus ve Maurice Neuman tarafından 1951’de hesaplanan Işıktan Yanan Saçma olarak adlandırılır.
DESY Araştırmacısı ve Veri Analisti Mateusz Dyndal: “Klasik elektrodinamiğe göre ışık demetleri dağılmadan birbirlerini geçiyor. Fakat eğer kuantum fiziğini hesaba katarsak, bu fenomen imkansız görünse de ışığın dağılabildiğini gösteriyor.”
ATLAS Araştırmacısı ve University College London‘da Fizik Profesörü Jon Butterworth, The Guardian‘a yazdığı bir makalede bu durumu birbirlerine sıçrayan iki lastik topa benzetti.
2015 yılında kurşun çekirdeğinin parçalandığı, Large Hadron Çarpıştırıcısı’nda gerçekleşen gözlemde; çarpıştırıcının genel protonlarından çok daha yüksek bir enerji parçacığına sahip olan yoğun bir foton bulutu olduğu anlaşılıyor.
Ağır iyonlar genellikle birbirleriyle çarpışmazlar, ancak fotonlar “Ultra-Periferik Çarpışmalar” olarak adlandırılan şeyle etkileşime girebilirler.
Analiz edilen dört milyar olaydan, ekip, birbirleriyle etkileşen ve yön değiştiren iki foton için 13 aday etkinlik buldu.
Görselde; iki foton arasındaki çarpışmadan elde edilen veriler vardır. Fotonlar arkada ve görüntünün önünde yaklaşıyor, çevrelerin merkezinde buluşuyor. Yeşil ve sarı bölümler, ATLAS dedektörü tarafından saptanan dağınık fotonlar tarafından çökelen enerjiyi temsil eder.
ATLAS Fizik Koordinatörü Dan Tovey, “Bu, gözlemlerimizin bir sonucu: Işığın kendisinin yüksek enerjiyle etkileşime girdiğinin ilk doğrudan kanıtı.
Bu fenomen elektromanyetizma klasik teorilerinde imkansızdır. Bu yüzden elde edilen sonuç; Elektromanyetizmanın Kuantum Teorisi olan QED anlayışımızı hassas bir şekilde test etmektedir.”
Large Hadron Çarpıştırıcısı‘nın bir sonraki yol göstericisinin 2018’in sonunda gerçekleşmesi planlanıyor. Araştırma ekibi, sonuç hassasiyetini artırmak için o sırada daha fazla gözlem yapmayı umuyor. Yeni bir çalışma alanı potansiyeli de olabilir.
Dyndal, “Belki de, karanlık madde için olası bir aday olan hareketli parçacıklar gibi, parçacık fiziğinin standart modeli ötesinde fizik için bir kanıt bile bulabiliriz. Farklı teorik konseptler, ışıktan saçılmaların bu gibi parçacıklara duyarlı olabileceğini öngörüyor.”
Araştırma Nature Physics Dergisi‘nde yayınlandı.
